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Materiales para la construccion de moldes para inyeccion de plasticos

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by

jesus barron

on 17 March 2014

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Transcript of Materiales para la construccion de moldes para inyeccion de plasticos

materiales para la construcción de moldes
Materiales de colada
Aceros resistentes a la corrosión
Apply it
Aceros de nitruración
Aceros bonificados para el empleo de suministros
Aceros de segunda fusión.
Para la fabricación de moldes para el procesamiento de altos polímeros en inyección se deben crear moldes que cumplan con las siguientes características:
*Las exigencias impuestas a la pieza fabricada
*Los costes de fabricacion del molde
*El tiempo de ciclo
*El numero de piezas a realizar
aceros de cementación
Aceros
Las exigencias que debe cumplir un moldede este material dependen de las exigencias impuestas por la pieza y los esfuerzos a los que va a ser sometidos por lo que debe tener las siguientes características:
#Buenas condiciones para su elaboracion
#Resistencia a la compresion, temperatura y abrasion
# Un buen pulido
Este material es uno de los que reúnen las condiciones de exigencia necesaria para la creación de un molde, es el material mas usado hasta un 80% de todos los aceros usados
La ventaja de este material por estar cementado logra dos características importantes que son:
*Una superficie dura como el vidrio: lo que lo hace resistente a la abrasion
*Un nucleo resistente y tenaz: lo que lo hace resistente a los esfuerzos alternativos y bruscos
Las características de este material se le pueden pasar por medio de los siguientes tratamientos térmicos:
*Temple directo: tiene lugar después del proceso de carburación sin precalentamiento ni tratamientos posteriores
*Temple simple: consiste en elevar la temperatura del molde hasta la del temple, enfriar y posteriormente revenir elevando la temperatura entre 180 y 200°C
*Temple doble: en este se eleva la temperatura al temple del nucleo, se enfria y posteriormente elevarla a la temperatura a la del temple de la capa de cementación para despues revenir.
Aceros de temple total
En estos aceros se produce un aumento en la dureza por la formación de martensita debida al rápido enfriamiento después del calentamiento
Sus características mecánicas pueden alcanzarse por medio del tipo y velocidad de enfriamiento.
Los agentes enfriadores pueden ser agua, aceite o aire
La velocidad de enfriamiento depende de del agente con elque se este enfriando y de la conductividad .
La ventaja de este material es que tiene buena resistencia a la abrasión gracias a su elevada
dureza
La desventaja de este material es que tiene una alta sensibilidad lo que provoca que aparezcan grietas y deformación en los moldes
Son aceros que no necesitan un tratamiento térmico especial y son altamente económicos.
pueden elaborarse fácilmente y por arranque de viruta
Su aplicación es especialmente ventajosa para la construcción de moldes de piezas de grandes dimensiones
Su desventaja es su poca resistencia a la abrasión y la deficiente calidad de los moldes , por lo general se les da un tratamiento superficial (cromado o nitrurado)
Algunos polímeros durante su transformación desprenden productos químicamente agresivos que generalmente son ácido clorhídrico o ácido acético
Para evitar un daño al molde se protegen con recubrimientos galvánicos de algunos metales pero cuidando que el revestimiento sea uniforme en toda la superficie del molde.

El cromado es una buena forma de protección ya que crea una alta calidad de la superficies,la reducida abrasión .
Fundamentalmente pueden nitrurarse todos los aceros cuyos aditivos que pueden ser cromo, aluminio, molibdeno y vanadio formen nitruros los cuales son sometidos a un recocido en un baño salino de cianato-cianuro, en una corriente de amoniaco o en una descarga de efluvios de elevada intensidad lo que provoca una adherencia del nitrógeno en la superficie del molde
Las principales ventajas de este material consisten en que después de el tratamiento térmico se obtienen moldes sin tensiones
* De gran tenacidad con elevada dureza superficial
* Resistencia a la corrosión mejorada
* Con una baja tendencia a la deformación del molde

La capacidad de pulido viene influida por el grado de pureza del acero y esto depende a su ves del porcentaje de inclusiones no metálicas que se encuentran en el acero como óxidos, sulfuros y silicatos.

Estos aceros son obtenidos en hornos al alto vacío o en hornos al arco eléctrico. siendo los aceros fundidos al alto vacío los de mayor grado de pureza máximo de los que se cuentan en el mercado
En consecuencia, pueden pulirse muy bien y convendría emplearlos siempre que se trate de fabricar piezas transparentes con elevadas propiedades ópticas aunque sus costos son muy elevados
*Con este tipo de moldes los costos de producción pueden disminuir considerablemente a comparación de los de acero
*La exactitud de dimensiones y la calidad de la superficie puede ser considerablemente baja
*Al colar el molde se pueden colocar simultáneamente serpentines de enfriamiento
*Favorecen con sus propiedades térmicas y su mayor resistencia a la corrosión
*El acabado de las superficies solo puede lograr un termino mate
Características:
Fundición de acero
Metales no férricos
Estos moldes de acero se obtienen por el colado en moldes de arena y utilizando el proceso shaw
El proceso shaw en un molde de colada consiste en la mezcla de un material inorgánico resistente al fuego y silicato de etilo con un aglomerante especial que forma durante su cocción finas grietas por donde pueden escapar el aire y los vapores formados durante la colada y que se cierran al efectuar la colada.
Los moldes elaborados por este proceso presentan superficies de buena calidad y tienen buena estabilidad dimensional
La ventaja de los moldes de colada reside en su fabricación, ya que pueden prescindir de los trabajos de mecanización.

Cobre y sus aleaciones
La importancia de estos materiales de basa en la elevada conductibilidad térmica y flexibilidad del material que permite equilibrar las tensiones debidas a un calentamiento no uniforme.

Aleación cobre-berilio-cobalto
*Son altamente resistente a la corrosión y en caso necesario pueden ser cromados o niquelado
*Esta aleaciones se emplean elementos interiores y boquillas
los moldes de este material pueden ser colados alcanzando una buena reproducción de los contornos al efectuar la solidificación bajo presión.

Aleaciones de cobre-zinc (Latón)
El latón es poco apropiado para la fabricación de moldes debido a su baja resistencia a la abrasión, por lo que generalmente para inyección solo se emplea para la fabricación de boquillas que se disponen en moldes de canal caliente.
Aleaciones de cobre-estaño (Bronce o Latón rojo)
El bronce se emplea principalmente para la fabricación de moldes de soplado de cuerpos huecos y para moldes al vacio.
se aprovecha por su buena conductibilidad térmica y facilidad de colado
Zinc y sus aleaciones
Debido a sus reducidas características mecánicas el zinc y sus aleaciones se emplean solamente para la fabricación de moldes destinados a las inyecciones de prueba o la producción de series producidas
Elaboración de materiales para moldes
Estos moldes se hacen generalmente por colada en modelo siendo por su baja temperatura de aplicación (410° y 450°C) se pueden colar en materiales como madera, yeso o incluso en algunos plásticos
Los moldes de zinc también pueden hacerse por troquelado
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Aluminio y sus aleaciones
Las ventajas particulares del aluminio son su reducido peso especifico, su elevada estabilidad química y conductibilidad térmica y su fácil mecanización pero su resistencia a la tracción no es buena por lo que se utilizan aleaciones que mejoran sus características como son:
*AlCuNi
*AlCuMg
*AlMgSi
Debido a sus bajas características mecánicas los moldes de aluminio y sus aleaciones se emplean varias veces en la inyección pero son mas ocupados para el soplado de cuerpos huecos.
Aleaciones de estaño-bismuto
A estas aleaciones en el mercado bajo el nombre de aleaciones cerro. Son cuerpos pesados, relativamente blandos, que poseen un bajo punto de fusión y son apropiados para fundición normal a presión por gravedad y al vacío
El punto de fusión de estas aleaciones oscila entre 138° y 170°c . al solidificarse, no producen contracción alguna por eso estos materiales consiguen reproducciones muy exactas en cuanto dimensiones .
Debido a sus bajas propiedades mecánicas los moldes de aleación cerro solamente son apropiados para inyecciones de ensayo.
Para elaborar un molde se necesita el diseño de la pieza, las dimensiones y/o medidas de esta. Realizando el dibujo de la pieza tomándose en cuanta los siguientes parámetros:
*La forma del molde
*El tamaño
*Peso
*Tipo de inyección
*Venas de inyección

Debemos de contar con el material plástico que será inyectado en el molde. Según la función de la pieza de plástico, habrá que usar un material u otro. Además hay que tener en consideración que según el material plástico a utilizar, el plástico contraerá en mayor o menor medida dentro del molde de inyección.
• Mantener las distancias adecuadas si cuenta con orificios.

Un estudio previo del molde.- Consiste en verificar la geometría de la pieza, la viabilidad de la fabricación del molde y genere un diseño para la construcción.
Para verificar si la geometría de un mode es la correctas deben de tomar encuenta los siguientes puntos:
• Que el espesor de la pieza sea uniforme (evitar concentración e esfuerzos y contracciones indeseadas)
• El uso de radios y redondeos (evitar la concentración de esfuerzos)
Ante proyecto del molde.-Consiste en saber
• Tipo de molde:La selección de un molde va a depende directamente del análisis de la geometría del molde, el numero de cavidades, el sistema de expulsión de la pieza, etc
• Numero de cavidades del molde: Este depende directamente del tipo de material a utilizar y la geometría, asi como el modelo de la maquina, con ello se puede utilizar una aproximación del numero de cavidades que se puede disponer en un molde.

• Sistema de alimentación: Tiene por objetivo recibir la masa de moldeo fundida y dirigirla a la cavidad del molde .
• Sistema de expulsión: después de haber terminado la inyección del material en el molde, y alcanzar una temperatura de des moldeo se expulsa la pieza por lo regular son utilizados medios mecánicos como varillas expulsoras , aunque también existen medios mecánicos e hidráulicos
• Enfriamiento: En el diseño de los moldes es importante considerar las temperaturas del molde y del material. El tiempo de enfriamiento depende de la temperatura de la masa, de la temperatura del moldeo, de la condu
ctividad térmica del material inyectado y del espesor de la pared.

Referencias bibliográficas
1.-http://www.biblio-sepi.esimez.ipn.mx/mecanica/2007/Dise%C3%83%C2%B1o%20de%20moldes%20de%20inyecci%C3%83%C2%B3n%20de%20pl%C3%83%C2%A1stico%20con%20Ingenier%C3%83%C2%ADa%20concurrente.pdf
2.-http://itzamna.bnct.ipn.mx:8080/dspace/bitstream/123456789/4876/1/N94.pdf
3.-http://www.peygran.com/servicios/fabricacion-de-moldes-para-inyeccion.html
4.-http://quantum.cucei.udg.mx/~saguf/descargas/materialesmoldes.pdf
5.-http://www.mater.upm.es/polimeros/Documentos/Cap6_5MoldeoInyeccion.pdf
6.-http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado
7.- LIBRO "MOLDES PARA INYECCIÓN"


Gracias por su atención.

Elaboro:
Equipo 1
Barron Miranda Jesus H.
Diego Valdez Mayra
Meneses Nuñes Blanca G.
Minor Rivera Adriana I.

Resinas colables
Para la inyección de prueba para la obtención de piezas que deben de ser fabricadas por el procesos de inyección.Son moldes particularmente económicos y fáciles de fabricar.
se fabrican realizando la colada en modelos prediseñados con la figura exacta de la pieza final
Tipos de procesos para la elaboración de moldes
Mecanizacion con arranque de viruta
Mecanizado sin arranque de material (troquelado)
Electro-erosión
Galvanotecnia
Proyección metálica
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza).
Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta por loque abeces el acabado nesesita un pequeño repaso manual
Las maquinas ocupadas para este proceso son por lo general :
El torno
La fresadora
Maquinas de pulido
La elaboración sin arranque de material, en la fabricación de moldes de inyección , se emplea principalmente cuando hay que obtener cavidades del molde con una superficie inalcanzable para el mecanizado
El proceso de troquelado consiste en que un punzon elaborado exactamente con el perfil de la pieza deseada.
El punzón templado, que posee el contorno de la pieza se sumerge con presión creciente y a poca velocidad, entre 0.1 y 10 mm/min en la matriz de acero recosido suave.
La electroerosion es un proceso de conformación en el que se aprovecha el efecto de desgaste producido por descargas eléctricas breves y consecutivas, con tensiones alternas de 20v, entre electrodo y el molde dentro de un liquido
dieléctrico
Mediante cada una de las breves descargas sucesivas se calienta, a la temperatura de fusión un volumen limitado de la pieza y del electrodo que se elimina explosivamente de la zona de trabajo mediante fuerzas mecánicas y eléctricas. con ello se originan cráteres en ambos electrodos que se pueden distinguir entre el devastado y el afinado.
Las partículas separadas de la pieza son extraídas o transportadas por el dieléctrico hacia fuera de la zona de trabajo con ayuda de un dispositivo de compresión o aspiración.
Las ventajas de este proceso es que se pueden trabajar todos los materiales conductores sin importar su resistencia mecánica
En este proceso de conformación por galvanizado se parte de un modelo positivo o negativo de la pieza deseada. Sobre este se deposita galvánicamente una capa metálica de espesor considerable, eligiéndose el metal dependiendo de las características que tendra la pieza por lo general se utilizan el níquel y sus
aleaciones
El material es precipitado sobre el modelo hasta un espesor de 5mm y posteriormente es reforzada por una o varias capas de otro metal resistente de 10 a 15mm de espesor para después ser mecanizada por un torno o fresadora para que cumpla con las medidas de tamaño y pulido deseado para la pieza a fabricar.
En este proceso se funden materiales de bajo punto de fusión en una pistola llamada "SWIFT" y se proyectan sobre cualquier superficie de un modelo prediseñado de cualquier material en el que se enfriara y tomara las dimensiones exactas de la pieza a moldear.
Las ventaja especiales de este proceso de fabricación son los cortos tiempos de producción de los moldes moldes y la posibilidad de obtener prácticamente la reproducción de cualquier modelo.
Las desventajas de este proceso son sus bajas propiedades mecánicas por lo que estos solo se emplean en la inyección de ensayo.
Una acero cementado es una acero con gran cantidad de carbono
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